Differenza chiave – Proteasoma vs proteasi
La proteolisi è il processo di scomposizione delle biomolecole proteiche nei polipeptidi più piccoli o nei singoli amminoacidi. Le reazioni non catalizzate di idrolisi dei legami peptidici sono estremamente lente. E ci vogliono centinaia di anni per essere completato completamente. Tipicamente, gli enzimi coinvolti in queste reazioni sono di due tipi; Complessi proteasomi e proteasi. Oltre a queste molecole, anche il basso pH, la temperatura e la digestione intramolecolare influiscono sulla proteolisi delle molecole proteiche. La proteolisi può servire a scopi diversi negli organismi viventi. Ad esempio, gli enzimi digestivi scompongono il cibo in singoli aminoacidi che vengono successivamente utilizzati come risorse energetiche dagli organismi viventi. D' altra parte, la proteolisi è estremamente importante per l'elaborazione della catena polipeptidica già sintetizzata al fine di formare la molecola proteica attiva. È anche importante in alcuni processi cellulari e fisiologici come prevenire l'accumulo di alcune proteine indesiderate nella cellula. La differenza chiave tra proteasoma e proteasi è che il proteasoma è coinvolto nel dispiegamento delle molecole proteiche mentre la scomposizione delle proteasi dispiega le proteine in singoli aminoacidi.
Cos'è il proteasoma?
I proteasomi sono proteine cilindriche contenenti quattro anelli di membrana impilati e sette. Di solito si trovano nel citosol. I due anelli esterni sono chiamati subunità alfa e risultano inattivi. I due anelli interni sono chiamati subunità beta e sono proteoliticamente attivi. I proteasomi possono essere trovati sia nei batteri arcaici che negli organismi eucariotici. Il proteasoma eucariotico 26S contiene una particella centrale (20S) che è composta da sette subunità alfa e sette subunità beta. Contiene anche un limite normativo (19S) composto da almeno 17 subunità. Il proteasoma 26S è coinvolto nel dispiegamento diretto dell'ubiquitina e nella proteolisi nella cellula vivente eucariotica. Per realizzare questo processo, un enzima E1 attiva prima la molecola dell'ubiquitina e poi la trasferisce all'enzima E2. E infine questa molecola di ubiquitina si attacca al residuo di lisina della molecola proteica per essere degradata da un enzima ligasi E3. Successivamente la molecola dell'ubiquitina è diretta al riconoscimento della proteina contrassegnata come degradata dal proteasoma.
Figura 01: Proteasoma
Il proteasoma 26S è composto da due cappucci regolatori 19S e una particella centrale 20S. Il cappuccio 19S riconosce e si lega alle proteine ubiquitinate, alimentate dalle molecole di ATP. Una volta riconosciuta, la proteina contrassegnata deve essere de ubiquitinata e spiegata per passare attraverso i canali stretti del 19S ed entrare nel nucleo 20S del complesso del proteasoma cilindrico. Nel nucleo 20S del complesso esegue effettivamente il taglio della molecola proteica nei polipeptidi più piccoli. Questo processo che sta avvenendo nel complesso del proteasoma è un'operazione di perdita di energia poiché è catalizzata dalle molecole di ATP.
Che cosa sono le proteasi?
Le proteasi sono chiamate peptidasi o proteinasi che coinvolgono nel processo di proteolisi. A differenza del complesso proteasoma, le proteasi condividono la molecola proteica nei singoli amminoacidi, quindi completano il lavoro nella proteolisi. Le proteasi si trovano negli animali, nelle piante, negli archei, nei batteri e nei virus.
Figura 02: Proteasi
Le diverse classi di proteasi possono svolgere la stessa funzione con diversi meccanismi catalitici. Le proteasi sono coinvolte nell'elaborazione delle proteine, nella digestione, nella fotosintesi, nell'apoptosi, nella patogenesi virale e in altre attività vitali. Nel processo di proteolisi convertono la proteina da degradare completamente nei singoli aminoacidi. Oltre alla digestione, le proteasi coinvolgono anche la coagulazione del sangue, la funzione immunitaria, la maturazione dei pro-ormoni, la formazione ossea e il riciclo delle proteine che non sono più necessarie alla cellula vivente.
Sette tipi di proteasi
Sulla base del dominio catalitico, le proteasi sono sette tipi,
- Serina proteasi – Utilizza il gruppo alcol serina
- Cisteina proteasi – Utilizza il gruppo tiolo della ciclina
- Proteasi treonina – Utilizza alcol secondario treonina
- Proteasi aspartica – Utilizza il gruppo carbossilico aspartato
- Proteasi glutammiche – Utilizza acido carbossilico glutammato
- Metalloproteasi – Usa il metallo solitamente “Zn”
- Liasi peptidiche di asparagina – Usa le asparagine
Quali sono le somiglianze tra proteasoma e proteasi?
- Entrambi sono biomolecole proteiche.
- Entrambi hanno capacità catalitiche ed enzimatiche.
- Entrambi coinvolgono nella via di degradazione della proteolisi delle proteine.
- Entrambi catalizzano reazioni energetiche dipendenti dall'ATP.
- Entrambi si trovano in quasi tutti gli organismi (animali, piante, batteri, archei e virus).
Qual è la differenza tra proteasoma e proteasi?
Proteasoma vs Proteasi |
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| Il proteasoma è un complesso proteico che degrada le proteine non necessarie o danneggiate dalla proteolisi. | La proteasi è un enzima che scompone proteine e peptidi. |
| Struttura | |
| Il proteasoma è una molecola relativamente più grande con particella centrale e cappuccio regolatorio. | Le proteasi sono relativamente più piccole con dominio catalitico. |
| Funzione | |
| Il dispiegamento delle proteine e la scissione preliminare sono le funzioni dei proteasomi. | La completa scissione della molecola proteica in singoli amminoacidi è la funzione principale delle proteasi. |
| Dipendenza da Ubiquitin | |
| Il proteasoma dipende dall'ubiquitina per la sua attività (diretta dall'ubiquitina). | Le proteasi non dipendono dall'ubiquitina per la sua attività. |
| dipendenza dal pH | |
| Il proteasoma non dipende dal pH per la sua attività. | Le proteasi dipendono fortemente dal pH per la sua attività. |
| Peso molecolare | |
| I proteasomi sono molecole ad alto peso molecolare. | Le proteasi hanno molecole di peso molecolare relativamente basso. |
Riepilogo – Proteasoma vs Proteasi
La proteolisi è il processo di scomposizione della proteina biomolecolare proteica nei polipeptidi più piccoli o nei singoli aminoacidi. Tipicamente, gli enzimi coinvolti in queste reazioni sono di due tipi, 1. Proteasoma complesso 2. Proteasi. Oltre a queste molecole proteiche, il basso pH, la temperatura e la digestione intramolecolare causano anche la proteolisi delle molecole proteiche. Il proteasoma coinvolge lo sviluppo delle proteine e la scissione preliminare. D' altra parte, le proteasi effettuano la scissione completa della molecola proteica in singoli amminoacidi. Questo può essere preso come la differenza tra proteasoma e proteasi.
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